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创新变速器技术发展助力大众汽车驶向未来

2020-06-15

【2020年6月15日,沃尔夫斯堡/北京】大众汽车曾以DSG双离合变速器重新定义了自动变速器,如今,电驱系统的变速器将迎来革新。

对于采用内燃机驱动的汽车来说,变速器是不可或缺的。没有变速器,汽车就无法行驶。作为驱动系统的重要部分,变速器与发动机相连,负责传递发动机的转速和扭矩,继而驱动车轮转动。

驾驶者通过换挡,可以确保将发动机的每分钟转速保持在较低水平,从而达到保护发动机和降低油耗的目的。换挡时,变速器内部各齿轮进行切换。不同的齿轮传动比能够确保将动力以最优的方式从发动机传送到传动轴上,再通过差速器驱动车轮。

发动机的动力经过变速器传动,可以适应不同的行驶情况。在搭载手动变速器的车辆中,离合器踏板用于松开发动机和变速器之间的连接,以便驾驶者换挡。自动变速器则让这一过程变为全自动,驾驶者不再需要操作离合器踏板。无论哪种方式,变速器都能使驾驶更加高效。

大众汽车集团位于Kassel-Baunatal的工厂不仅是集团在全球范围内最大的变速器生产基地,也是集团旗下包括中国在内的全球各地汽车制造工厂最重要的零部件供应源之一。该工厂始建于1958年,并从1960年开始首款变速器的生产,即甲壳虫汽车113型手动变速器。这款变速器采用了四速全同步及一体式镁合金外壳设计。

作为大众汽车极为成功的手动变速器之一,MQ250变速器(MQ代表手动横置,250代表输入扭矩250牛·米)提供5速和6速两种不同规格,被应用于大众汽车品牌和集团旗下其他品牌近1400万辆车型上。另一款MQ200变速器的产量则达3200万台。

2019年,由西班牙El Prat工厂生产的新MQ281手动变速器面世,这款变速器采用尖端技术,效率得到进一步提升。根据发动机和变速器的不同组合,MQ281变速器每公里最多可减少5克二氧化碳排放。

自动变速器

2003年,大众汽车重新定义了汽车架构,凭借的便是首款可供大规模量产的DSG双离合变速器——DQ250 6速双离合变速器。这款变速器于2003年6月在卡塞尔启动生产,随后被应用于高尔夫、途安和帕萨特等车型。

虽然自动变速器,特别是带有液力变矩器的自动变速器,已经大规模普及。但DSG变速器第一次使大规模量产的自动变速器的燃油经济性优于手动变速器,在油耗和运动性能方面不再逊色。从2000年代中期开始,DSG变速器逐渐受到认可。它不仅换挡速度更快,还可以兼顾运动性和燃油经济性。

2003年,超过90%的高尔夫车型搭载的是手动变速器,而今天,更多的人选择驾驶搭载自动变速器的汽车。全球已有超过2600万名购车者,选择了大众汽车集团旗下各品牌搭载双离合自动变速器的车型。这些数字也说明DSG变速器是多么受欢迎:在大众汽车品牌已交付的高尔夫车型中,有超过一半的车辆搭载了DSG变速器。

DSG由两个自动化的分变速器构成

DSG变速器能够带来非凡的高性能换挡体验,而且过程中不会因牵引力损失而中断。这一切得益于它独特的设计。实际上,双离合变速器是由两个自动化的分变速器组成,而每个分变速器都搭配了一个离合器。其中一个分变速器负责奇数挡位,另一个则负责偶数挡位和倒挡。两个分变速器使用同一个输出轴。例如,当车辆以四挡行驶时,另一个分变速器会自动预选三挡或五挡。当车辆加速或减速时,一个离合器迅速关闭,而另一个离合器则立即开启,在百分之几秒内完成换挡过程。

大众汽车持续对DSG变速器技术进行深入研发,现可为用户提供不同类型的选择。DSG变速器可适用于不同的车辆类型(从小型车到SUV),适配不同的发动机(汽油、柴油或混合动力)以及多种驱动形式(前驱或四驱)。目前,DSG变速器也可用于插电式混合动力车型之上,例如电动化的6速DQ400e混合动力变速器。这款变速器的最大输入扭矩为400牛·米,已搭载于多款大众汽车品牌车型上。

电力驱动

与传统内燃机相比,电驱系统带来了许多变化:电机启动时即可输出最大扭矩,并在一个较大的转速区间内保持稳定。因此,单速变速器足以满足车辆在整个车速区间内的需要。倒车时,功率电子装置可以控制电机方便地实现反转。在ID.31上,集成了电动机和变速器的APP310驱动单元非常紧凑,该装置的主要零部件都是由大众汽车集团零部件公司制造的。仅需的几个齿轮,该款变速器就可以将动力从电驱系统传输到车轮上——一个挡位就足以满足各种驾驶情景的需要。因此,与传统变速器相比,单速变速器节省了空间和重量。

在ID.3上,为了实现150千瓦的最大功率,高转速必不可少。为了实现强劲的扭矩,单速变速器的传动比约为10:1。该传动比通过两个较小的二级齿轮而不是一个大齿轮实现以节省空间。

在中国,大众汽车自动变速器(天津)有限公司将生产MEB电动汽车所需的驱动单元,包括单速变速器。

精密的制造工艺使电动汽车拥有更加卓越的静谧性

电驱系统还有另一个特点:相比内燃机,电驱系统的运行更加安静,即使是极小的干扰声,也会变得清晰可闻。而卓越的静谧性对于减少噪音,提升舒适度方面有着重要作用。因此,在驱动单元下线之前,不仅要通过电驱系统性能数据的测试,还要通过静谧性相关指标的测试。

由大众汽车集团零部件公司生产的驱动轴

大众汽车电驱系统所采用的单速变速器

大众汽车DQ400e型DSG双离合变速器

大众汽车DSG双离合变速器内部结构

1 ID.3尚未在欧洲和中国市场上市

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